初中物理探究課設(shè)計(jì)思路及案例分析

楚明珠

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）01-0149-02

眾所周知，中國(guó)的課堂尤其是物理課堂普遍死氣沉沉缺乏生機(jī)，一方面教師教得很累，職業(yè)倦怠日漸明顯；另一方面，學(xué)生學(xué)得很累，厭學(xué)情緒泛濫。那么是什么原因造成了這一大家都不愿看見的教學(xué)現(xiàn)象？原因很簡(jiǎn)單并且顯而易見，那就是教師包辦太多，并且一味以知識(shí)傳授為己命，忽略了學(xué)生物理技能和思維的培養(yǎng)，并同時(shí)扼殺了學(xué)生對(duì)物理的興趣。通過探究課這樣一種教學(xué)形式，既能將教師從繁重的教學(xué)任務(wù)中解救出來，也能讓學(xué)生體會(huì)到自主學(xué)習(xí)的樂趣，培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)科的興趣。從全世界的視角來看，探究式學(xué)習(xí)方式已經(jīng)是大勢(shì)所趨，因此，在初中物理教學(xué)中提倡探究式教學(xué)和學(xué)習(xí)是符合世界潮流的。這也是拯救目前中國(guó)物理課堂、甚至改革中國(guó)教育現(xiàn)狀的一劑良藥。

初中物理實(shí)驗(yàn)探究課的設(shè)計(jì)既要遵照物理學(xué)科本身的要求，也要充分尊重初中學(xué)生本身的心理、知識(shí)儲(chǔ)備等各方面的特點(diǎn)。下面我將就我本人設(shè)計(jì)的一門物理探究課為例來介紹一下我對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究課的一些觀點(diǎn)。

自行車所受摩擦力探究實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目概述：

課程目標(biāo)：運(yùn)用摩擦力的相關(guān)物理知識(shí)和技能，在設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)用合適的材料以及工具設(shè)計(jì)一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生：

1.掌握基本的受力分析技巧并畫出受力分析簡(jiǎn)圖。

2.通過用自行車以及相關(guān)材料經(jīng)過一系列探究實(shí)驗(yàn)，明確自行車前后輪所受摩擦力的方向，判斷不同情況下兩者所受摩擦力大小。

細(xì)則：

1）保證每組自行車情況良好并且一致，自行車最好不要太高，以免發(fā)生摔倒時(shí)不易控制。

2）試驗(yàn)場(chǎng)地是相對(duì)光滑的大理石地面（這種地面的特征是：自行車在正常情況下能夠正常騎行和被推行；如果自行車的輪胎被包裹上相對(duì)光滑的材料，那么自行車在這種地面上無法正常騎行）。

3）自行車運(yùn)動(dòng)方式可分為兩種，一種是直線行駛，一種是彎道行駛。

4）用材料包裹自行車輪子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不能包的太松，也不能太厚和車子的其它部件發(fā)生摩擦，以防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所干擾。

5）參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)要求帶上護(hù)具，以免摔傷。

6）將二十人的班級(jí)分為四組，每組五人，組內(nèi)自行協(xié)商試驗(yàn)角色（兩個(gè)負(fù)責(zé)實(shí)施實(shí)驗(yàn)，一個(gè)負(fù)責(zé)記錄，一個(gè)負(fù)責(zé)解說，一個(gè)負(fù)責(zé)將結(jié)果整理成實(shí)驗(yàn)成果）。

教育目標(biāo)：該探究課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是分析自行車輪胎的受力情況，判斷摩擦力是阻力還是動(dòng)力，以及不同運(yùn)動(dòng)情況下摩擦力的方向。學(xué)生要提出各種假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)。根據(jù)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，粗略畫出自行車在各種情況下的受力分析模型。每組學(xué)生要為自己的試驗(yàn)進(jìn)行解說，讓其他組的學(xué)生了解自己的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)過程，回答其他學(xué)生的問題。

提供的材料工具

自行車，每隊(duì)一輛，品牌和規(guī)格相同（規(guī)格為26）。

自行車護(hù)具 每人/每個(gè)

【材料】塑料膜 漿糊 破雨衣 毛巾 破布條 橡膠水管

【工具】剪刀 膠帶 螺絲刀 工具鉗

你也可以選用別的材料來驗(yàn)證你的假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是必須保證安全、有效。

設(shè)計(jì)呈現(xiàn)：

在三個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)課中，每組均有一個(gè)小時(shí)的時(shí)間用來提出假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在接下來的一個(gè)小時(shí)中，各組成員根據(jù)分工進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行記錄總結(jié)，最后一個(gè)小時(shí)學(xué)生參與班級(jí)討論，向全體同學(xué)解釋自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并回答提問。

各組將從以下幾方面被評(píng)價(jià)：

？誗思路（是否緊扣要解決的問題，是否能有效解決這些問題）

？誗設(shè)計(jì)方案（能否有效驗(yàn)證自己的假設(shè)，方案是否可行）

？誗實(shí)驗(yàn)實(shí)施（實(shí)驗(yàn)是否按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)施，組內(nèi)各成員任務(wù)是否清晰明確，是否各司其職）

？誗表達(dá)（展示的合理性和邏輯性）

內(nèi)容：

——設(shè)計(jì)概述

？誗設(shè)計(jì)目標(biāo)（增大摩擦或者減小摩擦）

？誗方法（使用材料改變自行車前后輪與地面接觸面的粗糙程度）

？誗畫圖和改裝

——主要解決的問題

？誗判斷自行車（包括前后輪）在不同情況下所受摩擦力的方向

？誗自行車改裝的設(shè)計(jì)和實(shí)施

——還沒解決的重大問題（若有的話）

無法保證接觸面絕對(duì)光滑，無法精確計(jì)算輪子的滾動(dòng)摩擦力

組別___________

項(xiàng)目指導(dǎo)

1.【如何假設(shè)】明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)已有知識(shí)作出合理假設(shè)。

2.【如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】利用已有知識(shí)，進(jìn)行合理想象，充分有效利用所給材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3.【如何做實(shí)驗(yàn)】5人一組的小隊(duì)首先分別在一般地面以及光滑地面上直線行駛自行車100米，并計(jì)時(shí)。

之后便用所選材料對(duì)自行車輪胎進(jìn)行包裹，在兩種條件的地面上直線行駛并記錄時(shí)間。

第一階段結(jié)束后，對(duì)比不同情況下行駛自行車的時(shí)間，對(duì)摩擦力大小以及方向有一定的判斷。

實(shí)驗(yàn)的第二階段需要學(xué)生們?cè)趦煞N不同的地面上推行自行車，并通過觀察判斷摩擦力的方向。

教師和學(xué)生在該探究課中的角色定位

在探究課中，教師的角色往往被兩極化，教師要么什么都管，讓學(xué)生完全喪失了自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也使得探究課失去了意義；要么什么都不管，高估了學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的能力，結(jié)果課堂變得一團(tuán)糟糕，探究課的目的根本無法達(dá)到。在設(shè)計(jì)這節(jié)探究課時(shí)，我根據(jù)學(xué)生的知識(shí)和心理準(zhǔn)備狀態(tài)等因素對(duì)師生的角色都進(jìn)行了大致的劃分。

在學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備上，我們假設(shè)學(xué)生已具備基本的受力分析知識(shí)，即能夠根據(jù)物體受力情況推導(dǎo)出物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（包括勻速、加速、減速），也能根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推導(dǎo)出物體受力情況。在此知識(shí)基礎(chǔ)上，教師在探究課開始前要引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)提出或者回答關(guān)于自行車車輪所受摩擦力情況的若干問題，讓學(xué)生根據(jù)自己的假想來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。例如教師可以提出這樣的問題：自行車前后輪所受摩擦力在任何情況都是一樣的嗎？?jī)蓚€(gè)輪子是越粗糙越好還是越光滑越好？在自行車不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下兩個(gè)輪子所受摩擦力的方向如何？假如沒有摩擦力，自行車在彎道上可以行駛嗎？根據(jù)這些問題，教師可以將學(xué)生進(jìn)行分組（本實(shí)驗(yàn)中我將二十名學(xué)生分成了四組），至于組內(nèi)每位學(xué)生的職務(wù)，則最好交給學(xué)生讓其進(jìn)行組內(nèi)自行分配。鑒于學(xué)生有關(guān)摩擦力的知識(shí)儲(chǔ)備不夠，教師要根據(jù)學(xué)生的知識(shí)水平對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出一定的指導(dǎo)。例如，很多學(xué)生認(rèn)為自行車前后輪所受的摩擦力是一樣的，但是實(shí)際情況并非如此（這一點(diǎn)也是研究自行車兩個(gè)車輪分別所受摩擦力的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)），因此教師可以給學(xué)生一定的提示，使其在做實(shí)驗(yàn)時(shí)將兩個(gè)輪子分別作用的情況考慮在內(nèi)。另外，由于自行車輪子所受摩擦力因情況不同（包括自行車加減速、車道上下坡、查到是直道還是彎道）而大不相同，而且在某些情況下（如車子上下坡）過于復(fù)雜，因此教師可以協(xié)助學(xué)生將自行車的行駛狀況定位于勻速，以便于學(xué)生根據(jù)受力平衡進(jìn)行受力分析，車道也簡(jiǎn)化為直道和直道加彎道兩種路況，如此一來，學(xué)生一方面可以對(duì)自行車所受摩擦力情況有大致的了解，另一方面也不至于因?yàn)榍闆r太復(fù)雜多樣而知難而退或者無從下手。在學(xué)生在更高階段學(xué)習(xí)到更深層的物理知識(shí)時(shí)，該探究實(shí)驗(yàn)會(huì)有助于其進(jìn)行相關(guān)方面的思考和學(xué)習(xí)。在選擇試驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，我的建議是教師為學(xué)生選擇試驗(yàn)場(chǎng)地，而實(shí)驗(yàn)材料則為學(xué)生提供一些，在學(xué)生要求某種實(shí)驗(yàn)材料時(shí)為其適當(dāng)提供。我對(duì)該點(diǎn)的考慮是：試驗(yàn)場(chǎng)地的選擇需要考慮多種因素，既要保證在正常情況下學(xué)生能在場(chǎng)地上正常行駛自行車，又要能在自行車某一車輪或者兩個(gè)車輪進(jìn)行稍加改造的情況下模擬出摩擦力近乎為零的地面，因此大理石地面較為理想，這些考慮或多或少都超出了學(xué)生的思維邏輯和現(xiàn)有知識(shí)水平的范圍，因此教師要在該方面給與學(xué)生指導(dǎo)和幫助。在材料的提供上，我主要考慮的是讓學(xué)生在對(duì)兩個(gè)輪子所受摩擦力情況進(jìn)行分別研究時(shí)使用。因此引導(dǎo)學(xué)生分別對(duì)兩個(gè)輪子進(jìn)行研究非常重要。但是如何對(duì)兩個(gè)輪子分別研究以及如何通過改裝達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康木鸵艚o學(xué)生自己思考了。